葛根軟糖制備工藝優(yōu)化及體外抗氧化活性研究

尹樂斌 周 娟 李立才 鄧 鵬廖 聰 劉 丹 楊愛蓮

(1. 邵陽學(xué)院食品與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 邵陽 422000；2. 豆制品加工技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地，湖南 邵陽 422000)

葛根是豆科葛屬植物野葛(Puerarialobata)的塊根，是中國傳統(tǒng)的中藥材。葛根中含有大量的異黃酮[1-2]、三萜、香豆素和生物堿等多種生理活性成分以及淀粉、氨基酸等營養(yǎng)成分[3]。在《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載，葛根具有解痙退熱、生津、透疹、升陽止瀉等功能，現(xiàn)代臨床研究[4]也表明葛根具有降血壓、促進(jìn)心脈擴(kuò)張、抗氧化預(yù)防骨質(zhì)疏松等作用,是天然的藥食兩用植物資源。目前，已被報(bào)道的葛根制品主要有葛根淀粉制品[5]，葛根全原粉制品[6]、葛根飲料制品[7-8]等,并對(duì)其生理活性例如化學(xué)性肝損傷的保護(hù)作用做了研究[9]，但對(duì)葛根軟糖的制備研究較少，涂雪令等[10]對(duì)葛根軟糖的制備工藝做了研究，但未將理化指標(biāo)與感官評(píng)價(jià)結(jié)合分析，也未對(duì)葛根軟糖的生理活性進(jìn)行研究。本研究擬在已有的葛根研究基礎(chǔ)上，利用葛根提取液為原料生產(chǎn)葛根軟糖，簡(jiǎn)化軟糖制作工藝，并測(cè)定其黃酮含量及DPPH、ABTS、羥基等自由基的清除活性，以期為高附加值葛根制品開發(fā)提供試驗(yàn)依據(jù)，拓寬葛根深加工渠道。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葛根：湖南省和鑫生物科技有限公司；

明膠：北京環(huán)宇國輝國際貿(mào)易有限公司；

蔗糖：長(zhǎng)沙市尚杰食品有限公司；

檸檬酸：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；

蘆?。褐袊幤飞镏破窓z定所；

1,1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH)：美國Sigma公司；

2,2-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)：上海如吉生物科技發(fā)展有限公司；

其他試劑：均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

溫度計(jì)：TES-1310型，泰仕電子工業(yè)股份有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：LS系1186型，阿美特克有限公司；

電磁爐：C21-SK2105型，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

操作要點(diǎn)：按葛根∶水=1∶10 (g/mL)的比例煮沸30 min 制備葛根提取液，然后加入蔗糖進(jìn)行熬糖，蔗糖全部溶解后將液體冷卻到65 ℃以下加入明膠，60 ℃水浴使明膠完全溶解，然后進(jìn)行澆模，放入冰箱冷卻后脫模，在38 ℃ 干燥24 h后得成品。

1.3.2 單因素試驗(yàn) 按1.3.1所述工藝流程，固定明膠加入溫度60 ℃，冷藏溫度4 ℃，干燥溫度38 ℃，感召時(shí)間24 h，生產(chǎn)制備葛根軟糖，并以在此條件下所得軟糖的質(zhì)構(gòu)參數(shù)(硬度、彈性、韌性、咀嚼性)及感官評(píng)分為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過單因素試驗(yàn)分別考察葛根提取液添加量(10%，20%，30%，40%，50%)、明膠添加量(10%，12%，14%，16%，18%)；蔗糖添加量(10%，15%，20%，25%，30%)及檸檬酸添加量(0.06%，0.08%，0.10%，0.12%，0.14%)對(duì)葛根軟糖制備工藝的影響。

1.3.3 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以葛根提取液添加量、明膠添加量、蔗糖添加量及檸檬酸添加量為變量，以感官評(píng)分為考察指標(biāo)，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)。

1.3.4 葛根軟糖質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，利用二次壓縮方法，設(shè)定測(cè)前、測(cè)中、側(cè)后速度，分別為40，30，40 mm/s，下壓距離設(shè)定為40%，中間停留時(shí)間5 s，觸發(fā)力0.05 N，分別從測(cè)試的每塊葛根軟糖的角落、邊緣以及中心3個(gè)具有代表性的點(diǎn)取樣，測(cè)定葛根軟糖的硬度、咀嚼性、韌性和彈性，記錄數(shù)據(jù)，取3次測(cè)定結(jié)果的平均值作為最后的結(jié)果。

1.3.5 葛根軟糖感官評(píng)分 由10位食品專業(yè)的人員組成感官評(píng)價(jià)小組，葛根軟糖感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.6 葛根軟糖黃酮含量及抗氧化活性測(cè)定

(1) 黃酮含量：參照文獻(xiàn)[11]。

(2) DPPH自由基清除率：參照文獻(xiàn)[12]。

(3) ABTS自由基清除率：參照文獻(xiàn)[13]。

(4) OH自由基清除率：參照文獻(xiàn)[14]。

以上試驗(yàn)每組均重復(fù)3次取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Office Excel 2003及正交設(shè)計(jì)助手軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

表1 葛根軟糖感官評(píng)分表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 葛根提取液添加量對(duì)葛根軟糖品質(zhì)的影響 葛根提取液添加量對(duì)葛根軟糖的韌性、硬度、咀嚼性有一定的影響從而影響感官評(píng)分。從圖1、2可以看出，隨著葛根提取液添加量的增加軟糖的韌性、硬度和咀嚼性都呈先上升后下降的趨勢(shì)，到30%時(shí)達(dá)到最高，可能與葛根提取液中含有淀粉有關(guān)；隨著葛根提取液添加量的增加，葛根軟糖的彈性也隨之增加，當(dāng)葛根提取液添加量達(dá)到30%以后，雖然彈性還在繼續(xù)增加但是趨勢(shì)已不太明顯。從圖3可以看出，隨著葛根提取液添加量的增加，葛根軟糖的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)葛根提取液添加量為30%時(shí)感官評(píng)分最高，這是由于葛根提取液添加過少時(shí)，葛根味不明顯，軟糖風(fēng)格不鮮明，而葛根提取液添加過多時(shí)，軟糖顏色變深不透明，且葛根味太重，影響口感。綜合考慮以葛根提取液添加量為30%作為最優(yōu)水平。

圖1 葛根提取液添加量對(duì)葛根軟糖硬度和彈性的影響

Figure 1 Effect ofPuerarialobataextract on hardness and elasticity ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖2 葛根提取液添加量對(duì)葛根軟糖韌性和咀嚼性的影響

Figure 2 Effect ofPuerarialobataextract on toughness and chewiness ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖3 葛根提取液添加量對(duì)葛根軟糖感官評(píng)價(jià)的影響

Figure 3 Effect of the dosage ofPuerarialobataon the sensory evaluation ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

2.1.2 明膠添加量對(duì)葛根軟糖品質(zhì)的影響 葛根軟糖的成型情況及質(zhì)構(gòu)特性主要由明膠添加量的多少來決定，從圖4、5可以看出，隨著明膠添加量的增多，葛根軟糖的硬度和彈性呈一直上升的趨勢(shì)而韌性和咀嚼性則是到16%以后開始下降，這是因?yàn)殡S著明膠添加量增多，葛根軟糖硬度增加導(dǎo)致其易破碎，韌性和咀嚼性隨之下降。如圖6所示，隨著明膠添加量的增加，葛根軟糖的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)明膠添加量為16%時(shí)達(dá)到最高，這是由于明膠添加過少時(shí)葛根軟糖的形態(tài)不好，吃起來粘牙，當(dāng)明膠添加量過多時(shí)，葛根軟糖的口感變硬，彈性不足且不耐咀嚼，與質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果相符。綜上所述，選取明膠添加量16%作為最優(yōu)水平。

圖4 明膠添加量對(duì)葛根軟糖硬度和彈性的影響

Figure 4 Effect of gelatin addition on hardness and elasticity ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖5 明膠添加量對(duì)葛根軟糖韌性和咀嚼性的影響

Figure 5 Effect of gelatin addition on toughness and chewiness ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖6 明膠添加量對(duì)葛根軟糖感官評(píng)價(jià)的影響

Figure 6 Effect of gelatin addition on sensory evaluation ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

2.1.3 蔗糖添加量對(duì)葛根軟糖品質(zhì)的影響 蔗糖的添加量主要影響葛根軟糖的甜度，同時(shí)對(duì)明膠的凝膠特性也有一定的影響[15]。如圖7、8所示，隨著蔗糖添加量的增多，葛根軟糖的硬度、彈性、韌性和咀嚼性都呈上升趨勢(shì)，可能是蔗糖的添加能夠促進(jìn)明膠肽鏈與溶劑之間的水合作用，從而促進(jìn)明膠的膠凝化[16]。然而添加過多的蔗糖會(huì)影響葛根軟糖的口感和風(fēng)味，并且蔗糖水合能力較強(qiáng)，濃度過高會(huì)與明膠“競(jìng)爭(zhēng)”水，使明膠的膠凝特性滯后[17]。如圖9所示，當(dāng)蔗糖添加量超過20%時(shí)，感官評(píng)分開始下降，這是由于太高的甜度不易被接受，因此，選取蔗糖添加量為20%作為最優(yōu)水平。

圖7 蔗糖添加量對(duì)葛根軟糖硬度和彈性的影響

Figure 7 Effect of sucrose addition on hardness and elasticity ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖8 蔗糖添加量對(duì)葛根軟糖韌性和咀嚼性的影響

Figure 8 Effect of sucrose addition on toughness and chewiness ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

圖9 蔗糖添加量對(duì)葛根軟糖感官評(píng)分的影響

Figure 9 Effect of sucrose addition on sensory score ofPuerarialobatasoft candy (n=3)

2.1.4 檸檬酸添加量對(duì)葛根軟糖品質(zhì)的影響 檸檬酸的添加影響葛根軟糖的pH從而影響明膠的凝膠特性，當(dāng)pH<3時(shí)，明膠不能形成凝膠，當(dāng)pH=4時(shí)凝膠特性最強(qiáng)后逐漸降低，當(dāng)pH>7時(shí)又略有上升[18]。所以從圖10、11中可以看出，葛根軟糖的彈性、咀嚼性都呈先上升后下降又上升的趨勢(shì)，硬度則是先下降后略有上升，韌性則一直下降，但是變化趨勢(shì)不是十分明顯。如圖12所示，葛根軟糖的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)檸檬酸添加量為0.1%時(shí)感官評(píng)分最高，這是由于當(dāng)檸檬酸添加量過低時(shí)酸度不夠，葛根軟糖的口感單一，而添加量過高則口感過酸，掩蓋了葛根軟糖的其他風(fēng)味，綜上所述選擇檸檬酸添加量為0.1%。

圖10 檸檬酸添加量對(duì)葛根軟糖硬度和彈性的影響

Figure 10 Effect of citric acid addition on hardness and elasticity ofPuerarialobatasoft sweets (n=3)

圖11 檸檬酸添加量對(duì)葛根軟糖韌性和咀嚼性的影響

Figure 11 Effect of citric acid addition on toughness and chewiness ofPuerariasoftsweets (n=3)

圖12 檸檬酸添加量對(duì)葛根軟糖感官評(píng)分的影響

Figure 12 Effect of citric acid addition on sensory score ofPuerariasoftsweets (n=3)

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以葛根提取液添加量、明膠添加量、蔗糖添加量、檸檬酸添加量為變量進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，通過感官評(píng)分確定葛根軟糖最佳生產(chǎn)工藝條件，正交因素水平表見表2，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，各因素對(duì)葛根軟糖感官評(píng)分的影響程度大小依次為A>B>D>C，工藝最優(yōu)組合為A2B2C3D2，即葛根提取液添加量30%，明膠添加量16%，蔗糖添加量25%，檸檬酸添加量0.1%，在此條件下，進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所得葛根軟糖色澤均勻，葛根香味濃郁，口感細(xì)膩，質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果表明具有較適宜的硬度0.9 N，彈性0.98，韌性117 g·s，咀嚼性89 mJ，感官評(píng)分為87。在此最優(yōu)條件下，葛根軟糖總黃酮的含量為126.1 μg/g，對(duì)DPPH、ABTS、OH自由基清除率分別為46.3%，33.7%，62.1%。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

3 結(jié)論

以明膠作為膠凝劑的軟糖具有彈性大，咀嚼性、透明性好,容易消化吸收的特點(diǎn)。明膠分子和葛根提取液中淀粉分子相互作用使得葛根軟糖具有更好的質(zhì)構(gòu)特性和口感，但是依然存在熱穩(wěn)定性較差，明膠添加量多生產(chǎn)成本升高以及口感單一等問題。因此，接下來的研究中需要在簡(jiǎn)化工藝的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)靥砑悠渌z凝劑來改善葛根軟糖熱穩(wěn)定性，豐富葛根軟糖口感。另外，葛根軟糖的體外抗氧化活性還較低，也可進(jìn)一步提高。